(57)【要約】【課題】従来は検知できなかったエンコーダの異常を検知できる異常監視機能を備えたロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボット制御装置１４は、第１〜第３サーボモータ２２、２４、２６を制御するモータ制御部３６と、視覚センサ３４により得られた画像を処理する画像処理部３８と、視覚センサを用いて得られた第１計測値とエンコーダを用いて得られた第２計測値との比較処理を行う比較部又は比較器４０と、比較部４０の処理結果に基づいてアラームを出力するアラーム出力部４２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット機構部及び該ロボット機構部を制御する制御装置を有し、前記ロボット機構部を駆動するモータが有するエンコーダの出力により前記モータの制御を行うロボットシステムにおいて、
定位置に配置された視覚ターゲットと、
前記ロボット機構部の１つの可動リンク上に、前記視覚ターゲットをその視野内に捉える位置及び姿勢で搭載された視覚センサと、
前記視覚センサにより前記定位置に配置された視覚ターゲットを、所定周期で撮像して取得した画像に対して順次画像処理を実行して、前記視覚センサと常に一定の相対位置関係にある着目点の空間的位置及び移動速度の少なくとも一方を第１計測値として順次求める第１計測部と、
前記エンコーダの出力に基づいて、前記着目点の空間的な位置及び移動速度の少なくとも一方を第２計測値として順次求める第２計測部と、
前記第１計測値及び前記第２計測値から互いに同時刻のデータをそれぞれ選択し、選択されたデータを比較してその差を求める比較部と、
前記比較部により求めた差が予め設定された閾値を越えたときにアラームを出力するアラーム出力部と、
を備えた、ロボットシステム。
【請求項２】
前記ロボット機構部の作業領域と人間の作業領域とが重なる協調作業領域を予め設定し、前記ロボット機構部が前記協調作業領域内に存在するか否かを検知する検知手段を備え、前記ロボット機構部が前記協調作業領域内に存在するときにのみ前記第１計測値と前記第２計測値との比較を行うようにした、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記ロボット機構部のブレーキが解除され、かつ該ロボット機構部が一定姿勢を保つように制御が行われている間に、前記第１計測値と前記第２計測値との比較を行うようにした、請求項１又は請求項２のロボットシステム。
【請求項４】
ロボット機構部及び該ロボット機構部を制御する制御装置を有し、前記ロボット機構部を駆動するモータが有するエンコーダの出力により前記モータの制御を行うロボットシステムにおいて、
前記ロボット機構部の１つの可動リンク上に搭載された視覚センサと、
前記視覚センサにより、前記ロボット機構部の周囲の風景を所定周期で撮像して取得した画像に対して順次画像処理を実行して、前記視覚センサの空間的位置の変動を検知する第１計測部と、
前記ロボット機構部の前記エンコーダの出力に基づいて、前記視覚センサと常に一定の相対位置関係にある着目点の空間的位置又は移動速度を順次求める第２計測部と、
前記第２計測部により求められた前記着目点の空間的位置又は移動速度から計算された位置変動量または速度変動量が予め設定された閾値以内にあり、かつ前記第１計測部により位置変動が検知されたときにアラームを出力する手段と、
を備えた、ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの異常監視機能を備えたロボットシステムに関し、特には、エンコーダを有するサーボモータにより構成される多関節ロボットにおいて、該エンコーダに異常が生じた場合でもその異常を検知できるロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータにより構成される多関節ロボットでは、モータ内部に単体のエンコーダを設け、指令値と、エンコーダからのフィードバック値を処理した各軸の位置や速度とを用いて制御を行っていた。また、指令値とフィードバック値との差が許容値を超える場合には異常として検知し、ロボットの動作を停止させるようにしていた。
【０００３】
エンコーダ出力異常等のエンコーダ自体の故障や、エンコーダと制御装置等との通信に関する異常を検知することは、ロボットの安全な制御のために重要である。そのような技術として、例えば特許文献１には、各軸にアブソリュートエンコーダとインクリメントエンコーダを設置し、それぞれの手段により得られた位置情報を比較して異常を判定する異常検出装置が開示されている。また特許文献２には、エンコーダとの通信経路を二重にすることにより、安全性の向上が図られた安全装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３５６１０号公報
【特許文献２】特開平１−１９９２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に記載の発明では、いずれもエンコーダの故障や異常に対する安全性の向上が図られているが、特許文献１では異なる種類のエンコーダを使用し、特許文献２ではエンコーダとの通信経路を二重にする等、エンコーダに関連する構造が複雑になり、コストアップの要因となる。そこでエンコーダに関連する構造は従来の単純なものを備えつつ、エンコーダの出力や通信に関する異常を確実かつ迅速に検知できる技術が望まれる。
【０００６】
そこで本発明は、従来は検知できなかったエンコーダの故障又は異常を検知できる異常監視機能を備えたロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ロボット機構部及び該ロボット機構部を制御する制御装置を有し、前記ロボット機構部を駆動するモータが有するエンコーダの出力により前記モータの制御を行うロボットシステムにおいて、定位置に配置された視覚ターゲットと、前記ロボット機構部の１つの可動リンク上に、前記視覚ターゲットをその視野内に捉える位置及び姿勢で搭載された視覚センサと、前記視覚センサにより前記定位置に配置された視覚ターゲットを、所定周期で撮像して取得した画像に対して順次画像処理を実行して、前記視覚センサと常に一定の相対位置関係にある着目点の空間的位置及び移動速度の少なくとも一方を第１計測値として順次求める第１計測部と、前記エンコーダの出力に基づいて、前記着目点の空間的な位置及び移動速度の少なくとも一方を第２計測値として順次求める第２計測部と、前記第１計測値及び前記第２計測値から互いに同時刻のデータをそれぞれ選択し、選択されたデータを比較してその差を求める比較部と、前記比較部により求めた差が予め設定された閾値を越えたときにアラームを出力するアラーム出力部と、を備えた、ロボットシステムを提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットシステムにおいて、前記ロボット機構部の作業領域と人間の作業領域とが重なる協調作業領域を予め設定し、前記ロボット機構部が前記協調作業領域内に存在するか否かを検知する検知手段を備え、前記ロボット機構部が前記協調作業領域内に存在するときにのみ前記第１計測値と前記第２計測値との比較を行うようにした、ロボットシステムを提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロボットシステムにおいて、前記ロボット機構部のブレーキが解除され、かつ該ロボット機構部が一定姿勢を保つように制御が行われている間に、前記第１計測値と前記第２計測値との比較を行うようにした、ロボットシステムを提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、ロボット機構部及び該ロボット機構部を制御する制御装置を有し、前記ロボット機構部を駆動するモータが有するエンコーダの出力により前記モータの制御を行うロボットシステムにおいて、前記ロボット機構部の１つの可動リンク上に搭載された視覚センサと、前記視覚センサにより、前記ロボット機構部の周囲の風景を所定周期で撮像して取得した画像に対して順次画像処理を実行して、前記視覚センサの空間的位置の変動を検知する第１計測部と、前記ロボット機構部の前記エンコーダの出力に基づいて、前記視覚センサと常に一定の相対位置関係にある着目点の空間的位置又は移動速度を順次求める第２計測部と、前記第２計測部により求められた前記着目点の空間的位置又は移動速度から計算された位置変動量または速度変動量が予め設定された閾値以内にあり、かつ前記第１計測部により位置変動が検知されたときにアラームを出力する手段と、を備えた、ロボットシステムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るロボットシステムによれば、ロボットの変動量をエンコーダで計測するとともに、エンコーダ以外の機器である視覚センサでも計測してそれらを比較することにより、従来方法では制御装置が検知できなかった異常又は故障がエンコーダに発生している場合でも、その異常又は故障を制御装置が認識できる。
【００１２】
本発明を、協調作業領域を有するロボットシステムや、ロボット機構部のブレーキが解除され、かつ該ロボット機構部が一定姿勢を保つように制御されるロボットシステムに適用することにより、作業者の安全をより確実に図ることができる。
【００１３】
視覚センサにより得られたロボット機構部の周囲風景の画像を画像処理することにより、特定の視覚ターゲットを用意することなく、該視覚センサが取り付けられたリンクの位置変動を求め、エンコーダの異常又は故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るロボットシステムの一構成例を示す図である。
【図２】視覚ターゲットを用いた第１の計測例を示す図である。
【図３】視覚ターゲットを用いた第２の計測例を示す図である。
【図４】視覚ターゲットを用いた第３の計測例を示す図である。
【図５】視覚ターゲットを用いた第４の計測例を示す図である。
【図６】比較部における処理の流れの一例を説明する図である。
【図７】比較部における処理の流れの他の例を説明する図である。
【図８】視覚センサを用いてロボットの周囲風景を撮像した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るロボットシステム１０を示す。ロボットシステム１０は、多関節のロボット機構部１２及びロボット機構部１２を制御するロボット制御装置１４を有する。ロボット機構部１２は、少なくとも１つの可動リンク例えばロボットアームと、各ロボットアームを駆動するサーボモータとを有し、図示例では第１〜第３ロボットアーム１６、１８、２０と、第１〜第３サーボモータ２２、２４、２６とを有する多関節ロボットである。各サーボモータは、自らの位置を検出するエンコーダ（図示例では第１〜第３エンコーダ２８、３０、３２）を有する（多くの場合は内蔵する）。またロボットアームの１つ（通常は最も先端側の第３ロボットアーム２０）には、カメラ等の視覚センサ３４が、後述するマーカ等の視覚ターゲットを検出又は撮像できる位置及び姿勢で取り付けられる。
【００１６】
ロボット制御装置１４は、第１〜第３サーボモータ２２、２４、２６を制御するモータ制御部３６と、視覚センサ３４により得られた画像を処理する画像処理部３８と、後述する比較処理を行う比較部又は比較器４０と、比較部４０の処理結果に基づいてアラームを出力するアラーム出力部４２とを有する。モータ制御部３６は、エンコーダ２８、３０、３２から各サーボモータの位置（各軸の位置）を示す値又は信号を受信し、各時刻における各軸の位置が所定のロボットプログラム等に規定された値となるように指令又は信号を各サーボモータに送信し、各サーボモータを制御する。
【００１７】
本発明の特徴は、周期的に視覚センサにより得られた画像を順次処理することにより、ロボットの空間的位置又は移動速度を算出し、同時に、エンコーダ経由で得られたロボットの空間的位置又は移動速度を算出し、それぞれの差を監視することにある。例えば、６軸ロボットの手首軸に視覚センサが搭載されていた場合、視覚センサ取付位置や、手首先端部分でのそれぞれの手法による空間的位置又は移動速度を比較する。
【００１８】
視覚センサによる位置検出方法としては、図形的特徴が既知の、定位置に配置された視覚ターゲットを検出し、該視覚センサの画面の中での視覚ターゲットの見え方により、視覚センサ及び視覚ターゲットの空間的な相対位置を算出する。また、視覚センサから一定の相対位置にある着目点についての視覚ターゲットとの空間的な相対位置は、着目点と視覚センサとの相対位置、及び視覚センサと視覚ターゲットとの相対位置の計算により算出できる。これを周期的に計算することにより、視覚センサ、あるいは視覚センサから一定の相対位置にある着目点の移動距離を算出する。ここで、該移動距離を周期的に算出することにより、視覚センサ、あるいは視覚センサから一定の相対位置にある着目点の移動速度を算出することもできる。以下、図２〜図５を用いてその例を説明する。
【００１９】
図２は、上述の視覚センサ３４が撮像可能な空間内の定位置に配置されたターゲット（ここではマーカ４４）を用いた第１の計測例を説明する図である。図示例のマーカ４４は円に直径を１本付加したものであるが、適用可能なマーカはこのような形状に限られない。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ時刻Ｔ１及びＴ２において視覚センサ３４によりマーカ４４を撮像して得られた画像を４４ａ及び４４ｂを示している。先ず図２（ａ）に示すように、上述の制御装置１４の画像処理部３８は、所定の原点Ｏからのマーカ画像４４ａのＸ方向の最短距離Ｘ１及びＹ方向の最短距離Ｙ１、並びにマーカ画像４４ａのＸ方向長さα１及びＹ方向長さβ１を算出し、時刻Ｔ１におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。
【００２０】
次に図２（ｂ）に示すように、画像処理部３８は、所定の原点Ｏとマーカ画像４４ｂとのＸ方向の最短距離Ｘ２及びＹ方向の最短距離Ｙ２、並びにマーカ画像４４ｂのＸ方向長さα２及びＹ方向長さβ２を算出し、時刻Ｔ２におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。上記パラメータにより、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にあるロボットの着目点の空間的位置及び移動速度を算出することができる。得られた空間的位置及び移動速度も、メモリ等に記憶可能である。具体的算出方法については、周知の手法が適用可能であるので詳細な説明は省略するが、上記パラメータを全て使用する必要はなく、またマーカ画像の位置又は形状を表す他のパラメータを用いてもよい。
【００２１】
図３は、視覚センサ３４が撮像可能な空間内の定位置に配置されたターゲット（ここではマーカ４４及び４６）を用いた第２の計測例を説明する図である。図示例のマーカ４６は互いに直交する直径を２本付加した円形のものであるが、適用可能なマーカはこのような形状に限られない。図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ時刻Ｔ１及びＴ２において視覚センサ３４によりマーカ４４及び４６を撮像して得られた画像を４４ａ及び４６ａ、並びに４４ｂ及び４６ｂを示している。先ず図３（ａ）に示すように、上述の制御装置１４の画像処理部３８は、マーカ画像４４ａの代表位置（例えば重心）とマーカ画像４６ａの代表位置（例えば重心）とのＸ方向の距離Ａ１及びＹ方向の距離Ｂ１、並びにマーカ画像４４ａ及び４６ａのＸ方向長さα１、γ１及びＹ方向長さβ１、δ１を算出し、時刻Ｔ１におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。
【００２２】
次に図３（ｂ）に示すように、画像処理部３８は、マーカ画像４４ｂの代表位置（例えば重心）とマーカ画像４６ｂの代表位置（例えば重心）とのＸ方向の距離Ａ２及びＹ方向の距離Ｂ２、並びにマーカ画像４４ｂ及び４６ｂのＸ方向長さα２、γ２及びＹ方向長さβ２、δ２を算出し、時刻Ｔ２におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。上記パラメータにより、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にあるロボットの着目点（例えばカメラ３４が固定されている第３ロボットアームの一部分）の空間的位置及び移動速度を算出することができる。得られた空間的位置及び移動速度も、メモリ等に記憶可能である。具体的算出方法については、周知の手法が適用可能であるので詳細な説明は省略するが、上記パラメータを全て使用する必要はなく、またマーカ画像の位置又は形状を表す他のパラメータを用いてもよい。
【００２３】
図４は、上述の視覚センサ３４が撮像可能な空間内の定位置に配置されたマーカ（ここでは２辺が曲線の矩形形状４８）を用いた第３の計測例を説明する図である。適用可能なターゲットはこのような形状に限られない。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ時刻Ｔ１及びＴ２において視覚センサ３４によりマーカ４８（図１）を撮像して得られた画像を４８ａ及び４８ｂを示している。先ず図４（ａ）に示すように、上述の制御装置１４の画像処理部３８は、所定の原点Ｏからのマーカ画像４８ａのＸ方向の最短距離Ｘ１及びＹ方向の最短距離Ｙ１、マーカ画像４８ａのＸ方向長さα１、並びにマーカ画像４８ａの所定軸（図示例では長手軸５０ａ）の傾斜角度θ１を算出し、時刻Ｔ１におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。
【００２４】
次に図４（ｂ）に示すように、画像処理部３８は、所定の原点Ｏからのマーカ画像４８ｂのＸ方向の最短距離Ｘ２及びＹ方向の最短距離Ｙ２、マーカ画像４８ｂのＸ方向長さα２、並びにマーカ画像４８ｂの所定軸（図示例では長手軸５０ｂ）の傾斜角度θ２を算出し、時刻Ｔ２におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。上記パラメータにより、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にあるロボットの着目点（例えばカメラ３４が固定されている第３ロボットアームの一部分）の空間的位置及び移動速度を算出することができる。得られた空間的位置及び移動速度も、メモリ等に記憶可能である。具体的算出方法については、周知の手法が適用可能であるので詳細な説明は省略するが、上記パラメータを全て使用する必要はなく、またマーカ画像の位置又は形状を表す他のパラメータを用いてもよい。
【００２５】
図５は、視覚センサ３４が撮像可能な空間内の定位置に配置されたターゲット（ここではマーカ４４、４６及び４８）を用いた第４の計測例を説明する図である。適用可能なマーカはこのような形状に限られない。図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ時刻Ｔ１及びＴ２において視覚センサ３４によりマーカ４４、４６及び４８を撮像して得られた画像を４４ａ、４６ａ及び４８ａ、並びに４４ｂ、４６ｂ及び４８ｂを示している。先ず図５（ａ）に示すように、上述の制御装置１４の画像処理部３８は、マーカ画像４４ａの代表位置（例えば重心）、マーカ画像４６ａの代表位置（例えば重心）及びマーカ画像４８ａの代表位置（例えば重心）の相互間の距離Ａ１、Ｂ１及びＣ１、線分Ａ１及びＣ１がなす角度α１、並びに線分Ａ１及びＢ１がなす角度β１を算出し、時刻Ｔ１におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。
【００２６】
次に図５（ｂ）に示すように、画像処理部３８は、マーカ画像４４ｂの代表位置（例えば重心）、マーカ画像４６ｂの代表位置（例えば重心）及びマーカ画像４８ｂの代表位置（例えば重心）の相互間の距離Ａ２、Ｂ２及びＣ２、線分Ａ２及びＣ２がなす角度α２、並びに線分Ａ２及びＢ２がなす角度β２を算出し、時刻Ｔ２におけるパラメータとして適当なメモリ等（図示せず）に記憶する。上記パラメータにより、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にあるロボットの着目点（例えばカメラ３４が固定されている第３ロボットアームの一部分）の空間的位置及び移動速度を算出することができる。得られた空間的位置及び移動速度も、メモリ等に記憶可能である。具体的算出方法については、周知の手法が適用可能であるので詳細な説明は省略するが、上記パラメータを全て使用する必要はなく、またマーカ画像の位置又は形状を表す他のパラメータを用いてもよい。
【００２７】
画像処理部３８は、図２〜図５に例示したように、カメラ３４により定位置に配置された視覚ターゲット４４、４６及び４８の少なくとも１つを、所定周期で撮像して取得した画像に対して順次画像処理を実行して、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にある着目点の空間的位置及び移動速度の少なくとも一方を第１計測値として順次求め、その結果を比較部４０に送信する。
【００２８】
なお着目点の具体例としては、カメラ３４が固定されている第３ロボットアーム２０の一部分、ツール先端点（ＴＣＰ；Tool Center Point）、カメラ３４を第３ロボットアーム２０に固定するブラケット等の固定治具（図示せず）の一部分等が挙げられるが、カメラ３４と常に一定の相対位置関係にある（各軸の動作によってカメラとの相対位置関係が変化しない）ものであればどのようなものを用いてもよい。また図２〜図５を用いて説明した視覚センサによる位置検出は例示であり、他にも種々の形状のマーカや立体形状が使用できる。
【００２９】
一方制御装置１４のモータ制御部３６は、上述のエンコーダの出力に基づいて、上記着目点の空間的な位置及び移動速度の少なくとも一方を第２計測値として順次求め、その結果を比較部４０に送信する。モータ制御部３６は、所定のサンプリング周期毎に各エンコーダの出力を取り込んで各時刻における各軸の位置及び速度を算出する。この算出結果と、各軸を構成するロボットアーム１６、１８、２０のアーム長等のロボット各部の寸法及び該ロボット各部と上記着目点との位置関係とから、上記着目点の空間的位置が求められる。また、該空間的位置を周期的に算出することで移動速度が得られる。
【００３０】
制御装置１４の比較部４０は、図２〜図５に例示した視覚センサを用いた方法により得られたロボットの着目点の空間位置又は移動速度と、エンコーダにより得られた該着目点の空間位置又は移動速度とを比較する。位置や速度の比較のためには、視覚センサでの画像取り込みのタイミングとエンコーダ出力の取り込みのタイミングは同時である必要があるが、本願明細書で用いる「同時」又は「同時刻」は、厳密な同時に加え、視覚センサでの画像取り込みのタイミングとエンコーダ出力の取り込みのタイミングとが、本願発明の実施に際し実質同時とみなして問題のない所定の時間差以内である場合を含むものとする。
【００３１】
図６及び図７は、視覚センサによる着目点の算出位置又は算出速度と、エンコーダによる該着目点の算出位置又は算出速度とを、同時刻で比較する処理の流れを説明する図である。先ず図６に示す処理では、モータ制御部３６及び画像処理部３８が、それぞれエンコーダ及び視覚センサによるデータ取り込み時間と、各取り込み時間において算出された着目点の位置及び速度の少なくとも一方とを含むデータを比較部４０に送信する。より具体的に言えば、モータ制御部３６ではエンコーダからの出力に基づいて時刻Ｔi（i=1,2,..）における着目点の位置及び速度の少なくとも一方を第２計測値として比較器４０に送信し、一方画像処理部３８では視覚センサからの出力に基づいて時刻Ｔj（j=1,2,..）における着目点の位置及び速度の少なくとも一方を第１計測値として比較器４０に送信する。すなわち本実施形態では、モータ制御部３６及び画像処理部３８がそれぞれ、第２計測値を求める第２計測部及び第１計測値を求める第１計測部として機能する。
【００３２】
比較部４０は、エンコーダによる取り込み時間（Ｔi）と視覚センサによる取り込み時間（Ｔj）との差が所定の時間差以内となるデータを選択し、視覚センサによる着目点の位置及び速度の少なくとも一方（第１の計測値）と、エンコーダによる着目点の位置及び速度の少なくとも一方（第２の計測値）を比較する。ここで、比較された位置又は速度の差が所定の閾値を超えた場合（すなわちエンコーダによる計測値と視覚センサによる計測値との間に有意差がある）は、エンコーダ本体の故障やエンコーダとの通信異常等の何らかの異常が生じていると考えられるので、比較部４０はアラーム出力部４２にアラームを発する指令又は信号を送り、アラーム出力部４２がアラームを発する。またアラーム発生に伴い、制御装置１４はロボット非常停止等の適切な処置をとることができる。
【００３３】
図７は、図６に示した場合において取り込み時間を比較して同時刻か否かを判定する処理の代わりに、エンコーダ及び視覚センサによるデータ取り込み時間が予め取り込み信号等により同時刻に規定されている場合の処理を示す図である。この場合、取り込み信号等によってエンコーダ及び視覚センサによるデータ取り込み時刻が同時刻Ｔになることが保証されるので、比較部４０では単に同時刻Ｔでのデータを比較すればよい。以後の処理は、図６の場合と同様に、比較された位置又は速度の差が所定の閾値を超えた場合は、エンコーダに何らかの異常が生じていると考えられるので、比較部４０はアラーム出力部４２にアラームを発する指令又は信号を送り、アラーム出力部４２がアラームを発する。またアラーム発生に伴い、制御装置１４はロボット非常停止等の適切な処置をとることができる。
【００３４】
本願発明の好適な適用例としては、人間とロボットとが協調作業を行うロボットシステムが挙げられる。このようなシステムでは、人間の安全を確保するために、ロボット機構部の作業領域と人間の作業領域とが重なる協調作業領域（すなわち人間とロボットの双方が進入し得る領域）にロボットが存在していることを検知するエリアセンサ、近接センサ、監視カメラ等の検知手段を設け、該検知手段が協調作業領域内のロボットの存在を検知したときにその旨を制御装置に送信し、制御装置は協調作業領域内にロボットが存在しているときにのみ、上述のエンコーダ及び視覚センサによる着目点の位置又は速度の同時計測・比較を行うことができる。
【００３５】
本願発明の他の好適な適用例としては、視覚センサがロボットアームに取り付けられたロボットシステムにおいて、ロボット機構部がブレーキを用いないで静止している場合が挙げられる。すなわち、ロボット機構部のブレーキが解除されかつロボット機構部が一定姿勢を保つような制御が行われている場合にも、第１の計測値と第２の計測値とを比較することにより、実際にはロボットが動いているにも関わらずエンコーダ異常によってロボットが静止していると判断されてしまうことを防止でき、作業者の安全等の確保に有効である。
【００３６】
図８は、視覚センサがロボットアームに取り付けられたロボットシステムにおいて、周期的に撮影した任意の画像（例えばロボット機構部の周囲風景）について輪郭抽出などの画像処理を行った場合を説明する図である。例えば視覚センサにより時刻Ｔ１において図８（ａ）に示すような画像５２が得られ、次に時刻Ｔ２において図８（ｂ）の実線５４で示すような画像が得られた場合、２つの画像の重ね合わせ処理等を行うことにより、カメラ位置の変動の有無が検出できる。図示例では、図８（ｂ）からわかるように、時刻Ｔ１からＴ２までの間に、画像位置が点線５６（図８（ａ）の実線５０に相当）から実線５４に（上方に）シフトしているので、カメラ位置の変動（該カメラが搭載されているロボットアームの変動）があったものと判断できる。このとき、時刻Ｔ１からＴ２までの間に、エンコーダ出力によるロボット位置の変動が確認されなかった場合、エンコーダの故障又は異常と認識しアラームを出力する。
【００３７】
本発明に係るロボットシステムは、従来技術におけるエンコーダ数やエンコーダ通信形態を変更せずに、ロボットに搭載された視覚センサで得られた画像を処理し、この画像処理結果に基づいてロボットの位置や速度を算出し、エンコーダにより算出されたロボットの位置や速度と比較する。ここで、エンコーダが故障し、正確なエンコーダ情報が得られなくなった場合、それぞれの手法での算出値間に有意な差が生じることになるので、その差が許容値を超えた場合にはエンコーダの異常として検知することにより、従来では検知できなかった故障を認識することが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    ロボットシステム
１２    ロボット（機構部）
１４    制御装置
１６、１８、２０    ロボットアーム
２２、２４、２６    サーボモータ
２８、３０、３２    エンコーダ
３４    視覚センサ
３６    モータ制御部
３８    画像処理部
４０    比較部
４２    アラーム出力部
４４、４６、４８    マーカ
【図１】
2010284781.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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